TWI558268B - 發光二極體切換電路 - Google Patents

Description

發光二極體切換電路

本發明係關於一種發光二極體(Light Emitting Diode,LED)驅動裝置，特別是指一種用於驅動複數不同長度LED燈串的LED切換電路之LED驅動裝置。

白光發光二極體(White Light Emitting Diodes,WLEDs)在未來將會成為主要的照明裝置之一，但是目前受限於其價格較高、功效仍不盡理想以及穩定度較低等因素，使其仍無法普遍為社會大眾所接受，現在已經有許多針對WLED提出的照明解決方案，但是所需費用通常超乎一般家庭所能負擔且退貨率也仍然具有偏高的現象。

因為WLED燈與WLED燈管驅動電路的固有缺陷，相關研發人員必須要設法降低驅動電路的成本以避免增加WLED燈整體製造費用，設計者會嘗試單獨使用電阻(resistor)做為穩流器以便直接透過交流電(Alternating Current,AC)來驅動一WLED燈串，雖然這樣的方法確實可以發揮降低成本的效果，但是卻衍生了發光效率不佳的缺點，且燈串中WLED燈的數量必需調整對應正向偏壓降(forward voltage drops)，否則電流將無法流通WLED燈來讓 WLED燈發光，一旦WLED燈的數量過少時，所有WLED燈所產生的正向偏壓降會遠小於交流電的波峰值，如此便會造成有大量的電壓會流通至穩流電阻，而使得WLED燈的發光效率大打折扣。

當WLED燈的正向偏壓接近交流電的波峰值，便可以達到改善發光效率的效果，但這樣卻會使得WLED燈的功率因素降低，同時，一旦交流電的驅動訊號由高電壓改變為低電壓時，流經WLED燈串的電流會發生改變，當電流所發生的改變足以使得燈具在超乎安全操作範圍的條件下運作時，將會因為產生的高溫而使得WLED燈損壞的機率提升且會減少WLED燈的使用壽命。

本發明之一目的在於提供一種發光二極體(Light Emitting Diode，以下簡稱LED)切換電路，係應用於一發光二極體的電路，用以驅動複數不同長度的LED燈串，並依據一輸入之市電交流電壓大小而選擇性開啟或關閉個別之LED燈串。

根據本發明所揭露之一種LED切換電路，係包括有一整流器(rectifier)、多個LED燈串、多個電流源和一控制器，該整流器用以將一輸入的市電交流電壓轉換為一脈衝直流電壓，該些電流源之各該電流源都會對應一特定的LED燈串或是一LED燈串上的一特定位置，該控制器會根據該市電交流電壓產生多個對應於各該電流源的訊號，以開啟或關閉該些LED燈串。

本發明之另一目的在於提供一LED切換電路，係使LED驅動 器得以運作在所輸入之電壓介於90至240伏特交流電(volt,AC，以下簡稱VAC)及頻率值介於50至60赫茲(Hz)的市電交流電壓電源。根據本發明所揭露之LED切換電路，該LED切換電路可在輸入的市電交流電壓由小變大時，仍可具有適當的功效(亦即在一般的120VAC操作條件下，市電交流電壓值由90伏特升高至150伏特；在一般的240VAC操作條件下，市電交流電壓值由190伏特升高至250伏特)，亦即可以接受世界上各工業國家的所提供的電壓，因此，使用本發明LED切換電路所製作出的照明裝置可以適用於世界各地。

根據所揭露之一實施例中，一種LED切換電路係包括有一整流器、一第一LED燈串、一第二LED燈串、至少二電流源、一高伏二極體(High Voltage diode，以下簡稱HV diode)、一p型金屬氧化半導體(p-type metal-oxide-semiconductor，以下簡稱PMOS)模組、一波峰感測模組、一第一n型金屬氧化半導體(n-type metal-oxide-semiconductor，以下簡稱NMOS)電晶體、一第二NMOS電晶體和一控制器。

當輸入的市電交流電壓趨近於120VAC時，該控制器會關閉該第一NMOS電晶體和開啟該第二NMOS電晶體，該PMOS模組利用該HV二極體來阻止電流由該第一LED燈串流往該第二LED燈串，因此，該第一LED燈串和該第二LED燈串便互成一並聯之狀態。當輸入的市電交流電壓趨近於240VAC時，該控制器則開啟該第一NMOS電晶體並關閉該第二NMOS電晶體，該PMOS模組會讓該HV二極體保持在正偏壓的狀態，使得該第一LED燈串 和該第二LED燈串形成一串聯之狀態。

根據揭露之另一實施例，其與前一實施例之最大差別在於本實施例係以一NMOS模組代替前一實施例中的PMOS模組、該第一NMOS電晶體和該第二NMOS電晶體，該NMOS模組係包括有一切換元件、一第三NMOS電晶體、一第四NMOS電晶體、一電容器、一阻斷二極體(blocking diode)、一虛擬電阻(dummy resistor)和一電壓源，其中該控制器會將電流導通至一第一回饋電阻，並開啟或關閉該第三NMOS電晶體和該第四NMOS電晶體，以調整該第一LED燈串和該第二LED燈串並聯或串聯的狀態。

C‧‧‧一電容器

D‧‧‧高伏二極體

D1‧‧‧阻斷二極體

N1‧‧‧第一NOMS電晶體

N2‧‧‧第二NOMS電晶體

N3‧‧‧第三NMOS電晶體

N4‧‧‧第四NMOS電晶體

Rf1‧‧‧第一回饋電阻

Rf2‧‧‧第二回饋電阻

S1‧‧‧第一區段

S2‧‧‧第二區段

S3‧‧‧第三區段

Vc1‧‧‧參考電壓

Vc2‧‧‧參考電壓

Vc3‧‧‧參考電壓

VR‧‧‧電源

10‧‧‧整流器

11‧‧‧發光二極體(Light Emitting diode,LED)燈串

11A‧‧‧第一LED燈串

11B‧‧‧第二LED燈串

11C‧‧‧第三LED燈串

11D‧‧‧第四LED燈串

11E‧‧‧第五LED燈串

12‧‧‧電流源

12A‧‧‧第一電流源

12B‧‧‧第二電流源

12C‧‧‧第三電流源

121‧‧‧誤差放大器

122‧‧‧電晶體

123‧‧‧電流感測電阻

13‧‧‧控制器

14‧‧‧交流電源

21‧‧‧區分電流源

21A‧‧‧第一區分電流源

21B‧‧‧第二區分電流源

211‧‧‧第一區分誤差放大器

212‧‧‧第一區分電晶體

213‧‧‧第二區分誤差放大器

214‧‧‧第二區分電晶體

30‧‧‧PMOS模組

31‧‧‧波峰感測模組

40‧‧‧NMOS模組

401‧‧‧切換元件

402‧‧‧電阻

51‧‧‧第一區分模組

51A‧‧‧第一區分電流源

511‧‧‧第一誤差放大器

512‧‧‧第一電晶體

51B‧‧‧第二區分電流源

513‧‧‧第二誤差放大器

514‧‧‧第二電晶體

52‧‧‧第二區分模組

52A‧‧‧第三區分電流源

521‧‧‧第三誤差放大器

522‧‧‧第三電晶體

52B‧‧‧第四區分電流源

523‧‧‧第四誤差放大器

524‧‧‧第四電晶體

第1圖係本發明發光二極體切換電路之一實施例的電路架構示意圖。

第2圖係將至少一區分電流源應用於第1圖之電路架構示意圖。

第3A圖係本發明發光二極體切換電路之另一實施例的電路架構示意圖，用於切換並在120伏特交流電或240伏特交流電的環境下操作。

第3B圖係本發明發光二極體切換電路之又一實施例的電路架構示意圖，用於切換並在120伏特交流電或240伏特交流電的環境下操作。

第4圖係本發明發光二極體切換電路之再一實施例的電路架構示意圖，用於切換並在120伏特交流電或240伏特交流電的環 境下操作

第5圖係將至少一區分模組應用於第4圖之電路架構示意圖。

請參考第1圖所示，一種發光二極體(Light Emitting Diode，以下簡稱LED)切換電路，係應用於一發光二極體的電路，用以驅動複數不同長度的LED燈串，並依據一輸入之市電交流電壓大小而選擇性開啟或關閉個別之LED燈串。

在本實施例中，本發明之LED切換電路包括有一整流器10、多個LED燈串11、多個電流源12和一控制器13。

該整流器10係連接於一交流電源14，並可將一輸入之市電交流電壓轉換成一脈衝直流電壓。

該複數LED燈串11包括一第一LED燈串11A、一第二LED燈串11B和一第三LED燈串11C。該複數電流源12之數量係對應於該LED燈串11之數量，並且包括有一第一電流源12A、一第二電流源12B和一第三電流源12C，本領域之技藝人士知悉LED燈串11和電流源12的數量係可依實際使用之需求而增減其數量。各該電流源12包括有一誤差放大器(Error Amplifier)121和一電晶體122，該誤差放大器121具有一第一輸入端、一第二輸入端和一輸出端，該第一輸出端係連接於該控制器13，該電晶體122具有一汲極(drain)、一源極(source)和一閘極(gate)，該汲極係連接於該LED燈串11上之任一位置，該位置包含該LED燈串11之尾端， 該源極係連接於該誤差放大器121的第二輸出端和一電流感測電阻123，該閘極係連接於該誤差放大器121的該輸出端，對於本領域之技藝人士來說，電流源係指由該誤差放大器121、該電晶體122和該電流感測電阻123以任意組合之方式所產生，本實施例所說明的形態是一種由該些元件所組合成之可理解的電流源合理型態，但並不以此種組合為限。

該控制器13係連接於該整流器10和該電流源12，透過同步該脈衝直流電壓的頻率與相位，並於一適當的時點產生複數與各電流源12相對應的一預設參考電壓，該參考電壓係指在具有足夠可以對該LED燈串11產生正向偏壓的驅動電壓下，讓電流得以流經該LED燈串11，並且隨著該輸入之市電交流電壓的波形而開啟或關閉該LED燈串11之特定區段。

該適當的時點係透過將所輸入之電壓半波長周期同步後，先以一固定大小切分該時脈週期(evenly spaced clock cycles)，在根據所需要的適當的時點來決定所涵蓋的固定區塊，其可透過鎖相迴路(phase locked loop,PLL)電路來產生，關於此部分的細節係說明於依照專利合作條約所提出的第WO2009148789申請案和美國第12/820,131號專利申請案中，前述的申請案皆由與本案相同的發明人所提出。

必須要注意的是，在前文中所述的"適當的時點”並不特別意味著在所有時點都需要完全遵循輸入的市電的頻率，反而是以市電頻率的至少兩倍來進行LED燈串的調光，如此可避免在市電頻率為60Hz或50Hz時出現120Hz或是100Hz的閃爍現象，舉例 來說，在半波週期中波峰出現的時點關閉LED燈串11一段時間，對於亮度調變頻率的影響將會是市電頻率的4倍，這樣的結果暗示了在輸入市電的頻率為50Hz時，亮度調變頻率將會是200Hz，以200Hz的頻率係超出一般用來做為最小調變頻率且不會為人眼所察知的150Hz的頻率限值，因此可避免人眼感知到LED燈串的閃爍現象。

請參考第2圖所示，係說明一用於驅動複數長度不等LED燈串的LED驅動器中之一LED切換電路的第二實施例，本實施例與第一實施例的差別在於，該第一實施例中的LED燈串11係在該控制器13的控制下依序自動(actively)的開啟或關閉，而本實施例中，該LED燈串11係以依循該輸入之市電交流電壓波形之方式自動(automatically(passively))的開啟或關閉該LED燈串11，不同區段LED燈串11的開啟或關閉係可由控制器13進行調控，如此可在高於輸入之市電交流電壓頻率兩倍的狀態下進行亮度的調控。

本實施例的LED切換電路係使用與第1圖相同的電路架構，其係在第1圖的電路架構上增設至少一區分電流源21，以將每一LED燈串11切分為不同區段(亦即第一區段S1、第二區段S2和第三區段S3)，在本實施例中，該區分電流源21係包括有一第一區分電流源21A和一第二區分電流源21B，該第一區分電流源21A係連接於該LED燈串11和該電流源12，但不以此為限，並包括有一第一區分誤差放大器211和一第一區分電晶體212，該第二區分電流源21B則連接於該第一區分電流源21A、該電流源12和該LED燈串11，並包括有一第二區分誤差放大器213和一第二區分 電晶體214。

該第一區分誤差放大器211包括有一第一輸入端、一第二輸入端和一輸出端，該第一區分電晶體212係包括有一汲極、一源極和一閘極，該汲極係連接於該LED燈串11的第一區段S1和第二區段S2之間，該閘極連接於該第一區分誤差放大器211的輸出端，該源極則連接於該第一區分誤差放大器211之第二輸出端。

該第二區分誤差放大器213包括有一第二輸入端、一第二輸入端和一輸出端，該第二區分電晶體214係包括有一汲極、一源極和一閘極，該汲極係連接於該LED燈串11的第二區段S2和第三區段S3之間，該閘極連接於該第二區分誤差放大器213的輸出端，該源極則連接於該第二區分誤差放大器213之第二輸出端、第一區分電流源21A和該電流感測電阻123。本實施例中所有區分電晶體的源極連接方式皆為一致。

該控制器13係提供複數參考電壓Vc1、Vc2、Vc3，該些參考電壓Vc1、Vc2、Vc3係會對應該區分電流源(包括第一區分電流源21A和第二區分電流源21B)和該電流源12來設定電流，以使得該第一區分電流源21A的電流值係小於該第二區分電流源21B的電流值，該第二區分電流源21B的電流值則小於該電流源12的電流值，各參考電壓Vc1、Vc2、Vc3分別定義為對應該些電壓源21A、21B、12之一第一、第二及第三參考電壓。

當輸入的市電交流電壓增加時，第一區分電流源21A會先開啟該LED燈串11的第一區段S1，其他電流源21B、12則因為缺乏足夠壓降通過該LED燈串11的其他區段S2、S3以致無電流導 通，當輸入的市電交流電壓繼續上升時，該第二區段S2便獲得足夠的壓降去導通電流，因為該第一區分電流源21A、第二區分電流源21B和電流源12並非連接至相同的電流感測電阻123，且參考電壓Vc2大於參考電壓Vc1，這將有助於在電流流經第一區段S1和第二區段S2再至第二分流源21B的末端時，而開啟該第一區分電流源21A，該輸入的市電交流電壓會使得電流依序的增加直到導通電流源12為止，反之，而當輸入的市電交流電壓達到電壓的波峰值時並開始下降時，上述的作動方式便會以逆向的方向進行切換。

值得注意的是，本實施例具有兩個特色，第一，因為每一個在後依序產生的電流源其電流值會大於前一個電流源的電流值，且輸入的電流波形會隨著輸入的市電交流電壓的波形升高或下降，所以可以自發性的產生功率因素校正的效果。第二，LED燈串上各區段會在輸入的市電交流電壓波形中最能夠產生效率的時點被開啟。

請參考第1、3A和3B圖，係說明本發明LED切換電路的第三實施例，其係可以重新配置使得LED燈串可以在120VAC或240VAC的操作環境下運作，本實施例的LED切換電路係包括有一整流器10、複數LED燈串11、複數電流源12、一控制器13、一高伏(High Voltage，以下簡稱HV)二極體D、一p型金屬氧化半導體(p-type metal-oxide-semiconductor，以下簡稱PMOS)模組30、一波峰感測模組31和一第二n型金屬氧化半導體(p-type metal-oxide-semiconductor，以下簡稱NMOS)電晶體N2，在必要的時 候本實施例更包括有一第一NOMS電晶體N1。

該高伏二極體D係耦接於該第四LED燈串11D和該第五LED燈串11E之間，並且具有一陽極和一陰極，該陽極係連接於該第四LED燈串11D，該陰極係連接於該PMOS模組30，該PMOS模組30係連接於該整流器10和該第五LED燈串11E。

該波峰感測器31係連接於該整流器10，該波峰感測器31係一種分壓電路結構，包括有二電阻，可以將脈衝直流電壓的電壓資訊提供給該控制器13，因此該控制器13可以確認該輸入的市電交流電壓是不是在120VAC或是240VAC的操作區間內，該第一NMOS電晶體N1和該第二NMOS電晶體N2皆連接於該PMOS模組30和一反向器(inverter)，該反向器係連接於該第一NMOS電晶體N1的閘極和該第二NMOS電晶體N2之間，並具有一與該控制器13連結的輸入端(請參見第3A圖所示)，該第一和第二NMOS電晶體N1、N2接連接於該PMOS模組30，且該第一和第二NMOS電晶體N1、N2的源極則連接於一共地端。

請參見第3B圖所示，該第二NMOS電晶體N2係可以獨立的型態設置LED切換電路中(不需要第一NMOS電晶體N1)，且其仍受該控制器13的控制，熟悉相關技藝之人士將可以輕易知悉第3A圖和第3B圖僅是電路配置上有差異，但兩者達成相似的功效。

當該輸入的市電交流電壓為120VAC時，該控制器13係開啟該第二NMOS電晶體N2(同時第一NMOS電晶體N1關閉)，該PMOS模組30會調控該高伏二極體D使得該第五LED燈串11E連 結至該整流器10，據此可限制電流不要由該第四LED燈串11D流通往該第五LED燈串11E，使得該第四LED燈串11D和該第五LED燈串11E為並聯狀態。

當該輸入的市電交流電壓為240VAC時，該控制器13係關閉該第二NMOS電晶體N2(同時第一NMOS電晶體N1開啟)，因此該PMOS模組30會使得該高伏二極體D產生正向偏壓並使得第四LED燈串11D和該第五LED燈串11E為串聯狀態。

請參考第4圖所示，係說明本發明LED切換電路之第四實施例，其係利用第一和第三實施例的電路架構為基礎，並使得該LED燈串11在120VAC和240VAC的操作區間下進行切換以開啟或關閉該LED燈串11，本實施例與第一和第三實施例的差異點在於，本實施例的LED切換電路並沒有使用分壓電路結構來感應一輸入交流電壓之波峰值，以及透過一NMOS模組40替換PMOS模組、該第一NMOS電晶體N1和該第二NMOS電晶體N2。

在本實施例中，該第四LED燈串11D和該第五LED燈串11E預設以串聯方式連接，在該第四LED燈串11D和該第五LED燈串11E為串聯的連接方式下，該控制器13係確認通過一第一回饋電阻Rf1的電流值是否達到所需的電流值，如果通過該第一回饋電阻Rf1的電流值未能滿足串聯之該第四LED燈串11D和該第五LED燈串11E，即代表該脈衝流電壓的電壓值小於開啟該第四LED燈串11D和該第五LED燈串11E所需的最小電壓值，因此，該控制器13便會將該第四LED燈串11D和該第五LED燈串11E改為並聯，降低驅動該第四LED燈串11D和該第五LED燈串11E 所需的最小電壓，來驅動該第四LED燈串11D和該第五LED燈串11E。

在上述的概念之下，透過感測該輸入的市電交流電壓的波峰值以依序開啟不同LED燈串上的發光二極體，如果當流通該第一回饋電阻並進入下一條LED燈串的電流無法進行驅動時，則對應於該下一條LED燈串的電流源便會開啟，本發明可依實際需求做數量上的調整或是重複。

該NMOS模組40係包括有一切換元件401、一第三NMOS電晶體N3、一第四NMOS電晶體N4、一電容器C、一阻斷二極體D1、一電阻402和一電源VR。

該第三NMOS電晶體N3包括有一汲極、一源極和一閘極，該閘極係連接於該切換元件401，該源極係連接於該高伏二極體的一陰極端，該汲極係連接於該整流器10，該電容器C和該電阻402係以並聯的方式連接於第三NMOS電晶體N3的該閘極和該源極之間，該電源(VR)係透過該切換元件401連接於該閘極和該阻斷二極體D1。

該第四NMOS電晶體N4包括有一汲極、一源極和一閘極，該閘極係連接於該控制器13，該汲極係連接於該第三NMOS電晶體N3的該源極。

相較於第三實施例來說，因為輸入市電電壓是一個半波形的正弦波，且每一個週期電壓會有兩次趨近於零伏特的機會，所以本實施例(第4圖)可以給與該第三NMOS電晶體N3比輸入的市電 交流電壓更高的閘極電壓，因此可以取代第3A圖中的PMOS模組30，在第三實施例中，由於該PMOS模組30中的PMOS組件費用十分昂貴，且所產生的效果並不如本實施例NMOS模組40中的NMOS組件，所以在該第四和第五LED燈串11D、11E被整合為並聯的狀態時，若施以較低的輸入市電交流電壓(120VAC)，該電源VR便會連接至該阻斷二極體D1，並使得第三NMOS電晶體N3為導通狀態，當供給至該第三NMOS電晶體N3的電壓趨近於零伏特時，該第三NMOS電晶體N3的閘極便會被開啟，且閘極保持充電狀態，直到由該第三NMOS電晶體N3閘極往源極連接的電阻402進行放電，即便該第三NMOS電晶體N3汲極和源極的電壓跟著該脈衝直流電壓增加至該脈衝直流電壓的峰值電壓，該第三NMOS電晶體N3仍會保持導通的狀態。

在本實施例中，增設該第四NMOS電晶體N4是為了要箝制該第三NMOS電晶體N3的源極，當脈衝直流電壓趨近於零伏特時，該第四NMOS電晶體N4仍導通，以確保該第三NMOS電晶體N3係保持在適當的充電狀態。

請參考第5圖所示，係本發明LED切換電路的第五實施例，在本實施例中，係以第2圖和第4圖為基礎使得一LED驅動器可以在120VAC和240VAC的操作條件之間切換(第5圖為簡略示意，非完整電路圖)，在第三和第四實施例中雖然提供一種將一串連之LED燈串(220VAC)切換為二條並聯之LED燈串(110VAC)，可應用於較大市電電壓變動的環境下使用，但仍需思及當市電電壓由較低的狀態緩慢轉變為較大的狀態(亦即在一般120VAC的操作條件 下，市電電壓值由90伏特提升至150伏特，或是在一般220VAC的操作條件下，市電電壓值由190伏特提升至250伏特)時的適用狀態。

在本實施例中，該LED切換電路係更包括有一第一區分模組51、一第二區分模組52、一高伏二極體D、一第一回饋電阻Rf1和一第二回饋電阻Rf2，該第一區分模組51係連接於該第四LED燈串11D，並將該第四LED燈串11D切分為一第一區段S1和一第二區段S2，該第二區分模組52係連接於該第五LED燈串11E，並將該第五LED燈串11E切分為一第三區段S3和一第四區段S4，該第一區分模組51係包括有一第一區分電流源51A和一第二區分電流源51B，該第二區分模組52係包括有一第三區分電流源52A和一第四區分電流源52B。

該第一區分電流源51A包括有一第一誤差放大器511和一第一電晶體512，該第一誤差放大器511係具有一第一輸入端、一第二輸入端和一輸出端，該第一輸入端係接收第一電壓位準，該第一電晶體512係包括有一汲極、一源極和一閘極，該源極係連接於該第一區段S1和該第二區段S2之間，該源極係連接於該第一誤差放大器512的第二輸出端，該閘極則連接於該第一誤差放大器512的第一輸出端。

該第二區分電流源51B包括有一第二誤差放大器513和一第二電晶體514，該第三區分電流源52A係包括有一第三誤差放大器521和一第三電晶體522，該第四區分電流源52B係包括有一第四誤差放大器523和一第四電晶體524，該些電晶體512、514、 522、524各自具有一汲極、一源極和一閘極。

該第二、三和四區分電流源51B、52A、52B的連接架構接與該第一區分電流源51A相同，該第一區分電流源51A和該第二區分電流源51B的源極係相互連接，而該第三區分電流源52A和該第四區分電流源52B的源極係相互連接，該第二區分電流源51B的汲極係連接於該第二區段S2和該高伏二極體D之間，該第三區分電流源52A的汲極係連接於該第三區段S3和該高伏二極體D之間，該第四區分電流源52B的汲極係連接於該第三區段S3和該第四區段S4之間。

本實施例中，控制器(圖中未示)係對各電流源51A、51B、52A、52B產生一參考電壓，每一個在後產生的電流源所設定之電壓位準會比前一個電流的電流源所設定的低，此係已詳細敘述於第二實施例的說明之中。

在進行並聯操作時，該第一區分模組51係使用一自該第二回饋電阻Rf2產生的回饋電壓，該第二區分模組52則使用一自該第一回饋電阻Rf1產生的回饋電壓，在進行串聯操作時，該第一區分模組51係使用該第一回饋電阻Rf1和該第二回饋電阻Rf2所產生的回饋電壓的總和，當該第一區分模組51中的區分電流源51A、51B都處於運作中模式時，通過該第一回饋電阻Rf1的電壓為零，但實際上在這段期間該第一區分模組51會受到該第二回饋電阻Rf2的影響，然而，當需要將LED切換電路的操作模式由串聯切換為並聯時，該第一區分模組51則會受到該第一回饋電阻Rf1和該第二回饋電阻Rf2所產生的總回饋電壓的影響，也因此在 這樣的操作方式下，因為脈衝直流電壓本身的特性，所以在切換該第一分流模組51至該第二分流模組52以調整流經該LED燈串的電流時，達到平順的調光效果，且不會產生燈光閃爍的現象。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及精神當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧整流器

11‧‧‧發光二極體(Light Emitting diode,LED)燈串

11A‧‧‧第一LED燈串

11B‧‧‧第二LED燈串

11C‧‧‧第三LED燈串

12‧‧‧電流源

12A‧‧‧第一電流源

121‧‧‧誤差放大器

122‧‧‧電晶體

123‧‧‧電流感測電阻

12B‧‧‧第二電流源

12C‧‧‧第三電流源

13‧‧‧控制器

14‧‧‧交流電源

Claims (11)

1. 一種發光二極體切換電路，係包括有：一整流器，係將一輸入的交流市電電壓轉換為一脈衝直流電壓；多個發光二極體燈串：多個電流源，各電流源係包括有：一誤差放大器，係具有一第一輸入端、一第二輸入端和一輸出端；及一電晶體，係包括有一連接於該對應發光二極體燈串之一尾端的汲極、一連接於該誤差放大器之第二輸入端和一電流感測電阻的源極和一連接於該誤差放大器之輸出端的閘極；及一控制器，係連接於該整流器和該電流源，可對應開啟或關閉該些發光二極體燈串；其中該控制器係同步於該脈衝直流電壓，並以一固定大小切分該脈衝直流電壓之一時脈週期，再於所切分之各該區段中選取一適當的時點對所對應之該電流源產生多個參考電壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體切換電路，其中，該控制器係於該交流市電電壓的一半波週期中的至少一時點關閉通過該發光二極體燈串的電流，使得該發光二極體燈串之一亮度調變頻率至少高於交流市電電壓頻率的2倍。
3. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體切換電路，更包括有：至少一區分電流源，係將各該發光二極體燈串切分為多個區段，該區分電流源係包括有：一第一區分電流源，係連接於該發光二極體燈串和該電流源，以切分該發光二極體燈串為一第一區段和一第二區段；及一第二區分電流源，係連接於該發 光二極體燈串、該第一區分電流源和該電流源，以切分該發光二極體燈串為一第三區段和一第四區段；其中，由該控制器產生的該參考電壓包括多個分別代表該第一區分電流源、該第二區分電流源和該電流源的一特定電流值的一參考電壓，且該第一區分電流源之該參考電壓係低於該第二區分電流源的之參考電壓，該第二區分電流源的該參考電壓低於該電流源的參考電壓。
4. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體切換電路，其中，該第一區分電流源包括有：一第一區分誤差放大器，係包括有一第一輸入端、一第二輸入端和一輸出端；及一第一電晶體，係包括有：一汲極，係連接該發光二極體燈串第一區段；一源極，係連接於該第一誤差放大器的該第二輸入端；及一閘極，係連接於該第一誤差放大器的該輸出端；及該第二區分電流源包括有：一第二區分誤差放大器，係包括有一第一輸入端、一第二輸入端和一輸出端；及一第二電晶體，係包括有：一汲極，係連接於該發光二極體燈串的該第二區段；一閘極，係連接於該第二誤差放大器的該輸出端；及一源極，係連接於該第二誤差放大器的該第二輸入端、該第一區分電流源和該電流感測電阻。
5. 一種發光二極體切換電路，係用以切換操作於120伏特交流電和240伏特交流電之間，該發光二極體切換電路係包括有：一 整流器，係將一輸入的交流市電電壓轉換為一脈衝直流電壓；多個發光二極體切換電路燈串，係包括有一第一發光二極體切換電路燈串和一第二發光二極體切換電路燈串；多個電流源，各電流源係包括有：一誤差放大器，係具有一第一輸入端、一第二輸入端和一輸出端；及一電晶體，係包括有一連接於該對應發光二極體燈串之一尾端的汲極、一連接於該誤差放大器之第二輸入端和一電流感測電阻的源極和一連接於該誤差放大器之輸出端的閘極；一高伏二極體，具有一陰極和一陽極，係設置於該第一發光二極體燈串和該第二發光二極體燈串之間，該陽極係連接於該第一發光二極體燈串；一p型金屬氧化半導體模組，係連結於該整流器、該第二發光二極體燈串和該高伏二極體的陰極；一波峰感測模組，係連接於該整流器，並感測該脈衝直流電壓的波峰資訊；一第二n型金屬氧化半導體電晶體，係連接該p型金屬氧化半導體模組；及一控制器，係由該波峰感測模組接收該波峰資訊，並開啟或關閉該第二n型金屬氧化半導體電晶體以控制該第一發光二極體燈串和第二發光二極體燈串為並聯或串聯。
6. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體切換電路，其中該發光二極體切換電路更包括有一第一n型金屬氧化半導體電晶體和一連接於該第一n型金屬氧化半導體電晶體之一閘極和該第二n型金屬氧化半導體電晶體的反向器，該第一和該第二n型 金屬氧化半導體電晶體電晶體的汲極接連接至該p型金屬氧化半導體模組，且該第二n型金屬氧化半導體電晶體與該第一n型金屬氧化半導體電晶體之源極係固定於一共地端。
7. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體切換電路，其中該控制器在輸入的市電交流電壓為120VAC時會開啟該第二n型金屬氧化半導體電晶體，該p型金屬氧化半導體模組會使得該高伏二極體限制電流不能由該第一發光二極體燈串流往該第二發光二極體燈串，使得該第一發光二極體燈串和該第二LED燈串為並聯。
8. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體切換電路，其中該控制器在輸入的市電交流電壓為240VAC時會關閉該第二n型金屬氧化半導體電晶體，該p型金屬氧化半導體電晶體模組會使得該高伏二極體產生正向偏壓，並切換該第一發光二極體燈串和該第二發光二極體燈串為串聯。
9. 一種發光二極體切換電路，係於120伏特交流電和240伏特交流電之間切換操作，該發光二極體切換電路係包括：一整流器，係將一輸入的交流市電電壓轉換為一脈衝直流電壓；多個發光二極體燈串，係包括有一第一發光二極體發光二極體燈串和一第二發光二極體燈串，其中，該第一發光二極體燈串和該第二發光二極體燈串之初始連接方式係以串聯的方式連接；多個電流源，各電流源係包括有：一誤差放大器，係具有一第一 輸入端、一第二輸入端和一輸出端；及一電晶體，係包括有一連接於該對應發光二極體燈串之一尾端的汲極、一連接於該誤差放大器之第二輸入端的源極和一連接於該誤差放大器之輸出端的閘極；一高伏二極體，具有一陰極和一陽極，係設置於該第一發光二極體燈串和該第二發光二極體燈串之間，該高伏二極體連接於該第一發光二極體燈串：一n型金屬氧化半導體模組，係包括有：一切換元件；一第三n型金屬氧化半導體電晶體，係包括有一連接於該高伏二極體陰極的源極和一連接於該整流器的汲極；一電容器；一阻斷二極體；一電阻，係與該電容器以並聯的方式連結於該第三n型金屬氧化半導體電晶體的閘極和源極之間；一電壓源，係透過該切換元件和該阻斷二極體連接於該第三n型金屬氧化半導體電晶體的閘極；一第四n型金屬氧化半導體電晶體，係包括有一連接於一控制器的閘極、一連接於該第三n型金屬氧化半導體電晶體源極的汲極；及一控制器，確認流經一第一回饋電阻的電流值，並且控制該第三n型金屬氧化半導體電晶體和該第四n型金屬氧化半導體電晶體以切換該第一發光二極體燈串和該第二發光二極體燈串之連接為並聯或串聯。
10. 如申請專利範圍第9項所述的發光二極體切換電路，更包括有：一第二回饋電阻；一第一區分模組，係連接於該第一發光二極體燈串，並將該第一發光二極體燈串切分為一第一區段和 一第二區段；一第二區分模組，係連接於該第二發光二極體燈串並將該第二發光二極體燈串切分為一第三區段和一第四區段；其中，在該第一發光二極體燈串和該第二發光二極體燈串為並聯時，該第一區分模組使用由該第二回饋電阻產生之一回饋電壓，該第一發光二極體燈串和該第二發光二極體燈串為串聯時，該第一區分模組係使用該第一回饋電阻和該第二回饋電阻所產生的總回饋電壓產生該回饋電壓。
11. 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體切換電路，其中：第一區分模組包括有：一第一區分電流源，係設置於該第一發光二極體燈串的第一區段和第二區段之間，係接收一第一參考電壓以決定流經該第一區分電流源中的一電流；及一第二區分電流源，係設置於該第一發光二極體燈串的第二區段和該高伏二極體的陰極之間，係接收一第二參考電壓以決定流經該第二區分電流源中一電流；及該第二區分模組包括有：一第三區分電流源，係設置於該第二發光二極體燈串的第三區段和第四區段之間，係接收一第三參考電壓以決定流經該第三區分電流源中一電流；及一第四區分電流源，係設置於該第二發光二極體燈串的第四區段和該第一回饋電阻之間，係接收一第四參考電壓以決定流經該第四區分電流源中一電流。